ما هو التقطع، وكيف يؤثر في تجربة المستخدم في التطبيقات؟

يشير التقطع إلى عدم الانتظام أو التأخير في معدل تحديث واجهة المستخدم، وهو ما قد يحدث في تطبيقات الأجهزة المحمولة والويب. وتحدث هذه التأخيرات عادة عندما لا يستطيع التطبيق مجاراة معدل تحديث الشاشة، وهو تقليديًا 60 إطارًا في الثانية (fps) وكثيرًا 90 أو 120 إطارًا في الثانية على الأجهزة الأحدث، ما ينتج عنه تجربة متلعثمة أو غير منتظمة للمستخدم.

وكثيرًا ما يحدث التقطع عندما يجري التطبيق حسابات ثقيلة أو يحمّل كميات كبيرة من البيانات، ما قد يثقل المعالج المركزي أو معالج الرسوميات ويؤخر بذلك عرض واجهة المستخدم. وقد يكون ذلك مشكلة خاصة على الأجهزة ذات الموارد المحدودة، مثل الهواتف الذكية أو الأجهزة اللوحية الأقدم، حيث تكون قدرة العتاد أدنى.

ومقارنة بتجربة مستخدم سلسة ومستجيبة، يستطيع التقطع تقليل رضا المستخدمين وتفاعلهم بشكل كبير، إذ قد يؤدي إلى الإحباط وصعوبات في التفاعل مع التطبيق. ولتقليل التقطع إلى أدنى حد، من المهم أن يحسّن المطورون أداء التطبيق بتقليل الحسابات غير الضرورية وتحسين التعامل مع الصور والبيانات وضمان الاستخدام الفعال لموارد العتاد.

يشير التقطع في تطوير التطبيقات إلى التأخيرات والتلعثمات غير المرغوب فيها في واجهة المستخدم التي قد تحدث عندما لا يعمل التطبيق بسلاسة. ومن العوامل التقنية الأساسية التي تسهم في التقطع التعامل غير الفعال مع الخيط الرئيسي للتطبيق. فعندما يُثقل الخيط الرئيسي بمهام ثقيلة مثل الطلبات الشبكية أو عمليات قواعد البيانات، قد تتأخر واجهة المستخدم، إذ لا يمكن تحديثها بالسرعة الكافية. وإذا حُجب الخيط الرئيسي لعدة ثوانٍ، فقد يعرض Android حتى مربع حوار ANR.

وفضلًا عن ذلك، قد يؤدي سوء تحسين الرسوميات والرسوم المتحركة أيضًا إلى التقطع. فإذا عجز التطبيق عن الحفاظ على معدل إطارات ثابت، عادة 60 إطارًا في الثانية أو أكثر، فقد تكون النتيجة تجربة متلعثمة للمستخدم. وقد يرجع ذلك إلى خوارزميات غير فعالة أو غياب تسريع العتاد، الذي يستطيع تخفيف العبء عن المعالج المركزي باستخدام معالج الرسوميات لمهام الرسوميات.

ومن العوامل الأخرى إدارة الذاكرة. فالتطبيقات التي لا تتعامل مع الذاكرة بكفاءة قد تعاني من التقطع عندما يضطر النظام إلى تحرير الموارد، مثلًا أثناء جمع المهملات، ما قد يسبب توقفات قصيرة في وظائف التطبيق. ويمكن تجنب ذلك بتنفيذ إدارة سليمة للذاكرة واستخدام تقنيات مثل التحميل الكسول، حيث لا تُحمَّل الموارد إلا عند الحاجة إليها.

ومقارنة بالتحديات التقنية الأخرى في تطوير التطبيقات، يتطلب التعامل مع التقطع توازنًا دقيقًا بين الاستخدام الفعال للموارد وتحسين تجربة المستخدم. فبالتركيز على هذه الجوانب التقنية، يستطيع المطورون إنشاء تطبيقات أكثر انسيابية واستجابة تحسّن تجربة المستخدم الإجمالية.

يستطيع المطورون اكتشاف التقطع وقياسه في تطبيقاتهم بالتركيز على ثلاثة جوانب رئيسية:

1. القياس الدقيق لمعدل الإطارات: كثيرًا ما يحدث التقطع عندما ينخفض معدل إطارات التطبيق عن المستوى المطلوب لتجربة مستخدم سلسة، وهو ما يطابق معدل تحديث الشاشة، عادة 60 إطارًا في الثانية (fps) أو أكثر. فباستخدام أدوات ومكتبات تقيس أزمنة الإطارات وتسجلها بدقة، يستطيع المطورون تحديد متى يحدث التقطع وكم مرة. ويمكن فعل ذلك بأدوات التحليل مثل لوحة Performance في Chrome DevTools أو أدوات التحليل في Android Studio أو مكتبة JankStats، التي توفر رؤية تفصيلية لأداء التطبيق.
2. الاكتشاف المؤتمت لاختناقات الأداء: باستخدام أدوات اختبار مؤتمتة تحاكي تفاعلات المستخدم وتقيس استجابة التطبيق، يستطيع المطورون تحديد أجزاء الشيفرة التي تسبب التقطع بسرعة. ويمكن استخدام أدوات مثل Macrobenchmark على Android، أو Lighthouse و WebPageTest على الويب، لتحليل الاختناقات مثل المهام الطويلة ووقت الحجب والإبلاغ عنها، ما يتيح للمطورين تركيز جهود التحسين على أكثر المناطق حرجًا.
3. تحسين العرض وإدارة الموارد: لتقليل التقطع إلى أدنى حد، من المهم تحسين طريقة تعامل التطبيق مع العرض وإدارة الموارد. وقد يشمل ذلك تقليل عدد عناصر DOM وتحسين الصور والرسوميات وضمان أن تكون شيفرة JavaScript منظمة بكفاءة ولا تحجب الخيط الرئيسي بلا داعٍ. وبتقنيات مثل التحميل الكسول وتقسيم الشيفرة، يستطيع المطورون تحسين أداء التطبيق وتقليل خطر التقطع.

ويمكّن الجمع بين القياس الدقيق والاكتشاف المؤتمت والتحسين الموجّه المطورين من اكتشاف التقطع وتقليله بفعالية، ما ينتج عنه تجربة مستخدم أكثر سلاسة وإرضاءً.

يمكن استخدام مجموعة من الأدوات والتقنيات لتقليل التقطع في التطبيقات، أي التلعثمات والتأخيرات المزعجة التي قد تحدث أثناء الاستخدام. وإليكم بعضًا من أنجع الأساليب:

• تحسين أداء الرسوم المتحركة: يمنح ضمان مجاراة الرسوم المتحركة لمعدل تحديث الشاشة، بما لا يقل عن 60 FPS (إطارًا في الثانية)، تجربة مستخدم أكثر سلاسة. ويمكن فعل ذلك بتقليل عدد العناصر المحدّثة في كل إطار إلى أدنى حد، وتحريك خصائص مثل transform و opacity، واستخدام تسريع العتاد حيثما أمكن.
• التحميل الكسول: يضمن التحميل الكسول للصور والموارد الأخرى ألا تُحمَّل العناصر إلا عندما توشك أن تصبح مرئية للمستخدم. وهذا يقلل زمن التحميل الأولي ومقدار العمل أثناء التمرير.
• تجميع التحديثات: ينبغي جمع عدة تحديثات لـ DOM في عملية واحدة بدلًا من تحديث العناصر واحدًا تلو الآخر. وهذا يقلل عدد عمليات إعادة التدفق وإعادة الرسم، ما قد يحسّن أداء التطبيق بشكل ملحوظ.
• استخدام web workers: يمكن نقل الحسابات الثقيلة والتعامل مع البيانات إلى web workers لإبقاء الخيط الرئيسي حرًا للتعامل مع تفاعلات المستخدم. ويمكن لذلك تقليل التقطع بمنع حجب خيط واجهة المستخدم.
• التحليل والمراقبة: تساعد أدوات مثل Chrome DevTools أو أدوات التحليل في Android Studio على تحديد اختناقات الأداء. ويتيح تحليل مواضع حدوث التقطع توجيه جهود التحسين بفعالية أكبر.
• تقليل استخدام المكتبات الثقيلة: ينبغي عدم تضمين المكتبات الكبيرة إلا عندما تكون ضرورية فعلًا. فالبدائل الأخف، أو استيراد الوحدات المطلوبة لوظائف التطبيق فقط، تقلل مقدار الشيفرة المراد تحليلها وتنفيذها.
• التحميل المسبق للموارد الحرجة: ينبغي تحميل الموارد الحرجة، مثل CSS و JavaScript، مبكرًا في عملية التحميل. ويمكن فعل ذلك بتقنيات مثل التحميل المسبق والجلب المسبق، التي تقلل أساسًا تأخيرات التحميل لا التقطع أثناء التفاعل.

إجمالًا، يستطيع الجمع بين تحسين الرسوم المتحركة والتحميل الكسول والتجميع و web workers والتحليل وتقليل استخدام المكتبات الثقيلة والتحميل المسبق للموارد الحرجة تحسين أداء التطبيق بشكل ملحوظ وتقليل التقطع. وتضمن هذه التقنيات تجربة مستخدم أكثر انسيابية واستجابة، وهو أمر حاسم للحفاظ على تفاعل المستخدمين ورضاهم.

يمكن أن يكون للتقطع، الذي يشير إلى عدم الانتظام أو التأخير في واجهة مستخدم التطبيق، أثر كبير في الأداء الملموس للتطبيق وتفاعل المستخدمين معًا. فعندما يعاني التطبيق من التقطع، قد تكون النتيجة تجربة متلعثمة أو متأخرة، ما قد يكون محبطًا للمستخدمين ويؤدي إلى تصور سلبي لجودة التطبيق.

فعلى سبيل المثال، يتوقع المستخدمون الذين يتفاعلون مع تطبيق تجربة سلسة ومستجيبة. وإذا عانى التطبيق من التقطع، فقد لا تُعرض الرسوم المتحركة بسلاسة، أو قد يستجيب التطبيق ببطء لإدخال المستخدم. وقد يرجع ذلك إلى عدة عوامل، مثل الشيفرة غير الفعالة أو قصور تخصيص الموارد أو قيود العتاد.

ولتقليل التقطع إلى أدنى حد وتحسين تجربة المستخدم، يستطيع المطورون تنفيذ تقنيات تحسين مختلفة. وقد تشمل هذه تحسين الرسوم المتحركة وتحسين التعامل مع الموارد واستخدام المعالجة غير المتزامنة لضمان بقاء واجهة المستخدم مستجيبة، حتى عندما ينفذ التطبيق مهام معقدة في الخلفية.

وتُعدّ تجربة التطبيق السلسة والمستجيبة حاسمة للحفاظ على تفاعل المستخدمين. فإذا عانى التطبيق من التقطع باستمرار، قد يفقد المستخدمون اهتمامهم وينتقلون إلى تطبيقات منافسة تقدم تجربة أكثر إرضاءً. لذا من المهم أن يركز المطورون على تحسين أداء التطبيق لضمان مستوى عالٍ من تفاعل المستخدمين ورضاهم.

وبتطبيق التقنيات والاتجاهات الحالية في تطوير التطبيقات، يستطيع المطورون ضمان تقديم تطبيقاتهم تجربة سلسة وجذابة تحافظ على اهتمام المستخدمين ورضاهم.

في تطوير التطبيقات الحديث، من أكبر التحديات تقليل «التقطع» إلى أدنى حد – أي التأخيرات والتلعثمات الصغيرة لكن الملحوظة في تجربة المستخدم التي قد تحدث عندما لا يعمل التطبيق بسلاسة. ولمعالجة هذه المشكلة، ظهرت عدة اتجاهات حالية في الصناعة تركز على تحسين الأداء وتجربة المستخدم.

ومن أبرز الاتجاهات استخدام «البرمجة غير المتزامنة»، التي تتيح للتطبيقات أداء عدة مهام في الوقت نفسه دون حجب الخيط الرئيسي. وهذا يعني أنه يمكن التعامل مع المهام الثقيلة مثل الطلبات الشبكية وعمليات قواعد البيانات في الخلفية، ما يقلل خطر التقطع ويضمن تجربة مستخدم أكثر انسيابية.

وفضلًا عن ذلك، أصبحت «تطبيقات الويب التقدمية» (PWAs) شائعة، إذ تجمع بين أفضل ما في تطبيقات الويب والأجهزة المحمولة. وقد صُممت تطبيقات PWAs لتُحمَّل بسرعة وتظل قابلة للاستخدام، حتى في ظروف الشبكة الضعيفة، بتخزين المحتوى مؤقتًا محليًا وتحديث ما يلزم فقط عند الإمكان. وهذا يقلل أساسًا انتظار الشبكة، أما العرض السلس فلا يزال يعتمد على إبقاء الخيط الرئيسي حرًا.

وأخيرًا، يتزايد استخدام «تسريع معالج الرسوميات» في تطوير التطبيقات. فباستخدام قدرة المعالجة لمعالج الرسوميات، تستطيع التطبيقات التعامل مع مهام الرسوميات المعقدة بكفاءة أكبر، ما ينتج عنه تجربة مستخدم أكثر سلاسة واستجابة. وهذا مهم بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا، مثل الألعاب وتطبيقات الواقع المعزز.

ومقارنة بالأساليب السابقة، التي كثيرًا ما تطلبت موارد ثقيلة وتحديثًا مستمرًا، توفر هذه الاتجاهات نهجًا أكثر كفاءة وسهولة في الاستخدام لتطوير التطبيقات. فبالتركيز على المعالجة غير المتزامنة وتطبيقات الويب التقدمية وتسريع معالج الرسوميات، يستطيع المطورون إنشاء تطبيقات ليست أسرع فحسب، بل أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة وأقل عرضة للتقطع.